Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Część 3. Obraz cyfrowy statyczny

Dla moich studentów Vistula_EWS
by

Bogdan Kaminski

on 30 October 2016

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Część 3. Obraz cyfrowy statyczny

III.1. Programy graficzne
Programy grafiki bitmapowej
Obrazy bitmapowe są to prostokątne obszary zbudowane z pikseli - najczęściej kwadratowych elementów - identycznych pod względem wielkości i kształtu.
Rozmiar piksela ustala się w programie bitmapowym.
Zbyt duży piksel uwidoczni w obrazie „schodkowe“ krawędzie łuków lub pochylonych linii, a zbyt mały może niepotrzebnie zwiększać wielkość pamięci RAM (a także wielkość pliku).

Cechą charakterystyczną pojedynczego piksela jest jego
monobarwność
.
Jednym z parametrów obrazu jest tzw.
głębia bitowa
, mówiąca o liczbie barw możliwych do odwzorowania w obrazie i oznacza, jak wiele bitów przydzielonych zostało do każdego piksela obrazu w celu zapisania informacji o jego barwie - bpp (bits per pixels).
Jeżeli każdemu pikselowi w obrazie przypiszemy 8 bitów, to mogą one przyjąć 256 różnych stanów. Każdemu z tych stanów możemy przypisać jedną barwę, np. jeden z odcieni szarości od czerni (0) do bieli (255). Jest to obraz w skali szarości i mówimy, że ma on głębię 8-bitową. Obraz taki jest zapisany w jednym tzw. kanale obrazowym.
Barwny piksel
w obrazie składa się z sumy trzech barw składowych: czerwonej (
R
), zielonej (
G
) i niebieskiej (
B
).
Barwy te mogą mieć różne poziomy jasności – od 0 do 255. Jeżeli każdej z tych barw składowych przydzielimy osobnych 8 bitów, to każda z tych barw może przyjąć 256 różnych odcieni jasności. W całym kolorowym obrazie RGB, złożonym z trzech kanałów, mamy więc przydzielonych 24 bity do każdego piksela obrazu (głębia 24-bitową).
Piksel może więc przyjmować tyle różnych kolorów, ile jest możliwych kombinacji każdego poziomu jasności jednego kanału z każdym poziomem jasności z pozostałych kanałów składowych, czyli 256x256x256, tzn. ok. 16,7 mln.
Rozdzielczość obrazu
jest to liczba pikseli przypadająca na jego jednostkę długości. Miarą rozdzielczości obrazów są
ppi
(pixels per inch).
Skalowanie
obrazów może zachodzić bez zmiany lub ze zmianą liczby pikseli. Jeśli skalowanie, np. zmniejszanie obrazu zachodzi bez zmiany liczby pikseli otrzymujemy obraz o większej rozdzielczości, bo ta sama liczba pikseli przypada na mniejszej długości boku – piksel mniejszy, albo odwrotnie przy zwiekszaniu skali.
Przy skalowaniu ze zmianą liczby pikseli albo usuwamy nadmiarowe piksele (końcowa rozdzielczość zostaje zmniejszona), albo dodajemy nowe (końcowa rozdzielczość obrazu zostaje zwiększona). W obu przypadkach stosowana jest
interpolacja
– algorytm przeliczający obraz na piksele o nowych wymiarach.
Proces zmiany liczby pikseli wzdłuż i/lub wszerz nosi nazwę
repróbkowania
. Obraz zrepróbkowany nie może już uzyskać identycznej zawartości po repróbkowaniu w odwrotną stronę.
Do podstawowych funkcji programów należy zaliczyć:
zaznaczanie dowolnego fragmentu,
zmiana geometrii zaznaczenia,
wymiana zawartości kolorystycznej,
kopiowanie, wklejanie i usuwanie części,
malowanie dowolnych obszarów barwnych,
zapis i odczyt obrazów w dowolnych formatach,
przybliżanie i oddalanie widoku, dodawanie tekstu.
Użyteczne funkcje, to np. korekcja kolorystyczna dowolnej części, stosowanie filtrów z efektami specjalnymi, wykorzystywanie bibliotek z teksturami, gradientami lub obrazami, maskowanie tzw. kanałami alfa, praca na warstwach, zmiana formatu zapisu, zmiana rozdzielczości (repróbkowanie), zmiana modelu kolorystycznego, wyrównywanie elementów itd.
Cechy programów grafiki bitmapowej
Przykładowe możliwości programu bitmapowego
Cechy obrazów wektorowych
Programy grafiki wektorowej
element wektorowy
Część III. Obraz cyfrowy statyczny
Cechy obrazów bitmapowych
Obrazy cyfrowe, noszące nazwę obrazów bitmapowych (rastrowych), mogą być tworzone i edytowane bezpośrednio w aplikacjach graficznych (programach grafiki bitmapowej).
Innym typem obrazów są rysunki wykonane w postaci obiektów – czyli części, które można niezależnie od innych edytować. Programy grafiki wektorowej służą do ich tworzenia i edycji.
Obiekty są zbudowane z tzw.
wektorów
, matematycznych zapisów
krzywych Beziera
. Krzywe zbudowane są z połączonych ze sobą
elementów
wektorowych. Element zbudowany jest z dwóch punktów (tzw.
węzłów
) i rozpiętej pomiędzy tymi węzłami krzywej gładkiej. W każdym z węzłów istnieje tzw.
kierownica
zakończona punktem kontrolnym. Kierownica jest styczna w węźle do krzywej. Można zmieniać długość i kąt kierownicy, co zmienia krzywą.
kierownica
węzeł
gładka krzywa
krzywa wektorowa
Wszystkie krzywe są zapisane w postaci tekstowych wyrażeń matematycznych. Dzięki temu złożone rysunki wektorowe zajmują w plikach bardzo
mało miejsca
.
Krzywe Beziera mogą być zorientowane na płaszczyźnie albo w przestrzeni. Programy grafiki wektorowej wykorzystują zarówno płaskie zobrazowanie (2D), jak i operują przestrzenią 3D.
Ważna cecha
- Obiekty wektorowe ulegają automatycznej zamianie na piksele podczas ich każdego zobrazowania. Następuje wtedy tzw.
proces rasteryzacji
.
Jedną z cech obiektów wektorowych jest możliwość ich dowolnego skalowania bez zmiany rozdzielczości. Cecha ta wynika z matematycznego zapisu kształtów.
Do podstawowych funkcji należy zaliczyć:
rysowanie i edycja krzywych, gotowych kształtów, manipulowanie obiektami i ich elementami, zapis i odczyt własnych rysunków oraz w innych formatach, przybliżanie i oddalanie widoku, dodawanie i edytowanie tekstu.
Inne przykładowe możliwości to:
wypełnianie obiektów różnokolorową zawartością (jednorodną, gradientową, wektorową, bitmapową, teksturową, postscriptową), wprowadzenie efektów specjalnych (przezroczystości, maskowania kolorów, umieszczania jednego obiektu wewnątrz innych, tworzenie kształtów pośrednich, równoodległych, dopasowanie kształtu jednego obiektu do innego, symulowanie obiektu 3D, „rozpylanie” układu obiektów wektorowych wzdłuż kształtu itp.
Cechy programów grafiki wektorowej
Przykładowe możliwości programu wektorowego
III.2. Skanowanie
Podstawowe pojęcia
Jest to możliwy do zarejestrowania przez skaner zakres gęstości optycznej oryginału (D = Dmin-Dmax) lub inaczej jest to maksymalna gęstość optyczna Dmax możliwa do odczytania przez skaner.
Gęstość optyczna(wartość bezwymiarowa D) wywołanej fotografii jest miarą zaczernienia materiału fotograficznego.
Fotografie transparentne (np. negatywy) mają Dmax do 4.0, zaś Dmin do 0.4, zaś materiały refleksyjne mają Dmax do 2.7, zaś Dmin do 0.5.
Jest parametrem technicznym, stałym dla danego skanera i określa liczbę pikseli, jaką na jednostkę długości są w stanie wyprodukować jego elementy.
Miarą rozdzielczości optycznej są
ppi
(pixels per inch). Dla skanera płaskiego jest to liczba elementów fotoczułych CCD na jednostkę długości listwy.
Elementy składowe skanera
Skaner bębnowy
Elementy: źródło światła, elementy fotoczułe, układy przesuwu i elektronika. Wyposażeniem skanera jest sterownik, czyli program który umożliwia wybór opcji.
Skanowania dokonuje światło. Odbite lub przechodzące światło zostaje zamienione w elemencie fotoczułym na elektryczny sygnał analogowy. W przetworniku A/C (analogowo-cyfrowym) następuje próbkowanie i zamiana na liczbę binarną.
Skaner płaski
Skanowanie to zamiania analogowej postaci oryginału (ciągłotonalnych obszarów) na jego reprezentację cyfrową (układ kwadratowych pikseli). Każdy piksel ma jednolitą barwę.
Gęstość optyczna skanowania
mała gęstość optyczna skanera

duża gęstość optyczna skanera

Duża gęstość optyczna skanera
Mała gęstość optyczna skanera
Rozdzielczość optyczna skanera
Rozdzielczość interpolowana skanera
Jest to wielkość wynikająca z tworzenia pikseli mniejszych z pikseli większych przy pomocy uśredniających algorytmów arytmetycznych.
P = (50+50+50+50+70+70+90+20+20)/9 = 52
III.3. Fotografia cyfrowa
Podstawowe pojęcia z fotografii
Aparat cyfrowy rejestruje obraz na czujniku (matrycy). Jest to krzemowy chip, który zawiera miliony fotoczułych diód, zwanych fotoelementami. Każdy fotoelement rejestruje jasność światła nań padającego. Reakcją na światło jest wytworzenie ładunku tym większego, im silniejsze światło pada na fotoelement.
Sposób odczytywania ładunków z czujnika obrazu
Elementy składowe kamery cyfrowej
Kamery cyfrowe (czyli cyfrowe aparaty fotograficzne) tworzą obrazy bitmapowe z oryginału analogowego.
Profesjonalna kamera 3-matrycowa
Czujnik obrazu
Jakość obrazu cyfrowego zależy od liczby pikseli tworzących ten obraz. Zwiększenie liczby pikseli w obrazie o określonym rozmiarze dodaje szczegółów, czyli – zwiększa rozdzielczość. Większe wymiary pikseli, czyli mniejsza ich liczba w obrazie o tych samych wymiarach powoduje, że piksele mogą stać się widoczne.
Czujnik obrazu (popularnie matryca) z elementami CCD pełni rolę kliszy fotograficznej
Kamera 3-przebiegowa
Kamera 1-przebiegowa
Tzw. system Bayer matrycy:
W transformacji stosowane są metody interpolacyjne, tak, że każdy najmniejszy element czujnika daje jeden kolorowy piksel. Interpolacja wykorzystuje sąsiednie piksele do obliczenia dwóch barw nie zarejestrowanych przez element o określonej barwie.
Przez dodanie tych dwóch interpolowanych kolorów do koloru zarejestrowanego przez pojedynczy element fotoczuły tworzona jest barwa wynikowa piksela.
KONIEC
obrazu statycznego

Tzw. system Delta matrycy
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
©Bogdan Kamiński©
.
®Wszelkie prawa zastrzeżone®
Full transcript